張桂芳，劉金浪,張宗華

(1.昆明理工大學應用技術學院，云南 昆明 650093；2.昆明理工大學國土與資源工程學院，云南 昆明 650093)

隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，迫切需要依靠技術進步來最大限度地合理開發(fā)利用國內現有鐵礦資源，尤其是受目前選礦技術限制而不能開發(fā)利用的復雜難選鐵礦石，增儲增效，充分挖掘現有鐵礦山的生產潛力，提高鐵礦石的自給率，緩解進口鐵礦石的壓力，維持穩(wěn)定、足量、優(yōu)質的鐵礦原料供給，以保障鋼鐵工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展[1-4]。目前，我國有占總儲量14.68%，總量達74.5億t的高磷鐵礦石，因技術問題而沒有開發(fā)利用[5-10]。所以，研究高磷鐵礦石降磷的工藝，對保障我國鋼鐵工業(yè)原料的供給，具有十分重要的理論意義和現實意義。

本課題以云南某礦高磷赤褐鐵礦為研究對象，進行了高磷赤褐鐵礦提鐵降雜試驗研究。在常規(guī)的強磁選、重選和浮選得到的選礦指標不夠理想的情況下，采用還原焙燒-弱磁選工藝得到了較好的選礦指標。

1 研究方法

1.1 試樣性質

試樣是云南某高磷赤褐鐵礦，試樣光譜分析見表1，試樣化學成分分析見表2，試樣鐵物相分析見表3。

表1 試樣光譜分析結果/%

表2 試樣化學成分分析結果

表3 試樣鐵物相分析結果/%

從表1、表2及表3可以看出，該礦中鐵主要以赤褐鐵礦形式存在，占總鐵的98.56%。有害元素硫、砷的含量較低，對該礦石影響不大，經化學分析礦石磷超標嚴重。

經過礦石賦存狀態(tài)研究，礦石中的鐵主要是以褐鐵礦的形式產出。其它脈石礦物主要為石英，另有少量的長石、絹云母和高嶺石等。石英和長石容易從褐鐵礦中選別出。經電子探針成分分析，褐鐵礦中主要含MnO、SiO2和P2O5等雜質。礦石中的磷含量為0.88%，其中85.9%的磷以類質同象的形式分布于褐鐵礦中，這部份磷不能用機械選礦的方法和褐鐵礦分離。另有14.1%的磷是以膠磷礦的形式產出，但膠磷礦也是以浸染狀或極細的機械混入物的形式分布于褐鐵礦中，這部份磷也難用機械選礦的方法和褐鐵礦分離。

1.2 試驗方案

試驗過程中發(fā)現，采用還原焙燒的方法，可以將鐵的品位提高到55%左右，但磷含量仍然較高，仍不能達到合同指標。因此，在還原焙燒試驗研究過程中，加入了其它藥劑，把磷的含量降低到0.3%以下。該試驗是將試樣在一定溫度下，干燥脫水后干磨制粉，加入一定量的氯化劑和還原劑與粉狀試樣混勻，將之置入焙燒爐中進行焙燒；焙燒后的產物，經過水淬、磨礦及弱磁場磁選機選別后，得到磁性產物；磁性產物經過過濾脫水干燥后，得最終的鐵精礦。試驗流程見圖1。

圖1 氯化離析-弱磁選工藝流程

2 研究結果與討論

2.1 氯化劑用量試驗

氯化劑用量試驗結果見表4。焙燒溫度900℃，焙燒時間60min，磁選物料細度-0.074mm占75%，弱磁選磁場強度H=0.1T。

表4 氯化劑用量試驗結果

從表4可以看出，隨著氯化劑用量的增加，鐵品位呈逐漸上升趨勢變化，鐵回收率先呈升高趨勢變化，當氯化劑用量增加至25%時，鐵回收率有一定的降低；鐵精礦中的磷含量呈逐漸降低的趨勢變化。綜合考慮，選擇氯化劑用量為25%比較合適，可以得到產率為40.34%、含磷0.280%、鐵品位為77.70%、鐵回收率74.58%的鐵精礦選礦指標。

2.2 還原劑用量試驗

還原劑用量試驗結果見表5。焙燒溫度900 ℃，焙燒時間60min，磨礦細度-0.074mm占75%，弱磁選磁場強度H=0.1T。

從表5可以看出，隨著還原劑用量的增加，鐵品位呈逐漸上升趨勢變化，鐵回收率先呈升高趨勢變化，鐵的回收率有一定的降低；鐵精礦中的磷含量呈逐漸降低的趨勢變化。綜合考慮，選擇還原劑用量為11%比較合適，可以得到產率為40.98%、含磷0.191%、鐵品位為79.04%、鐵回收率74.58%的鐵精礦選礦指標。

2.3 磁場強度試驗

磁場強度試驗結果見表6。焙燒溫度900 ℃，焙燒時間60min，磁選物料細度-0.074mm占75%。

從表6可以看出，隨著磁場強度的增加，鐵品位變化較小，鐵回收率呈升高趨勢變化，鐵的回收率有一定的降低；鐵精礦中的磷含量變化比較小。綜合考慮，選擇磁場強度H=0.15T比較合適，可以得到產率為44.42%、含磷0.223%、鐵品位為76.92%、鐵回收率81.39%的鐵精礦選礦指標。

表5 還原劑用量試驗結果

表6 磁場強度試驗結果

2.4 磨礦細度試驗

焙燒溫度900℃，焙燒時間60min，磨礦細弱磁選磁場強度H=0.1T, 磨礦細度試驗結果見表7。

從表7可以看出，隨著細度的增加，鐵品位變化較小，鐵回收率先呈升高趨勢變化，但細度增加至-0.045mm鐵品位變化比較小，鐵的回收率有一定的降低；鐵精礦中的磷含量變化比較小。綜合考慮，選擇磁場細度為-0.074mm占100%比較合適，可以得到產率為39.75%、含磷0.239%、鐵品位為82.33%、鐵回收率79.66%的鐵精礦選礦指標。

表7 磨礦細度試驗結果

2.5 氯化離析-弱磁選工藝流程全程試驗

采用氯化離析-弱磁選工藝對包子鋪鐵礦的混合樣進行了工藝條件試驗，得到了試驗條件：焙燒溫度900℃、焙燒時間60min、還原劑用量11%，氯化劑用量25%，弱磁選磁場強度H=0.10T，磁選物料細度-0.074mm占100%。下面就所取得的試驗條件，分別對高品位樣和混合樣進行氯化離析-弱磁選工藝流程全程試驗，試驗結果見表8。

表8 氯化離析-弱磁選工藝流程全程試驗結果

從表8的氯化離析-弱磁選工藝流程全程試驗結果可知，對試樣可以得到鐵品位為77.24%、含 P 0.218%、鐵回收率為80.20%的選礦指標。

3 結 論

(1)經過礦石賦存狀態(tài)研究，礦石中的鐵主要是以褐鐵礦的形式產出，褐鐵礦中主要含MnO、SiO2和P2O5等雜質。礦石中的磷含量為0.88%，其中85.9%的磷以類質同象的形式分布于褐鐵礦中，另有14.1%的磷是以膠磷礦的形式產出。

(2)在常規(guī)的強磁選、重選和浮選得到的選礦指標不夠理想的情況下，采用還原焙燒-弱磁選工藝得到較好的選礦指標。試驗表明：氯化劑用量為25%，還原劑用量為11%，磁場強度為0.15T，磁場細度為-0.074mm占100%比較合適。在最優(yōu)工藝下，進行氯化離析-弱磁選工藝流程全程試驗，可以得到產率64.46%、鐵品位為55.77%、鐵回收率為85.48%的鐵精礦選礦指標。

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